探索带电检测及诊断技术在高压电气设备中的应用

发表时间:2021/9/7   来源:《中国电业》2021年第49卷第6期   作者:王力
[导读] 近年来,我国电网的发展已开始向大容量和特高压发展,传统的基于周期的设备停电维护模式不满足日常生产的要求。
        王力
        国网重庆市电力公司长寿供电分公司,重庆 400000  
        摘要:近年来,我国电网的发展已开始向大容量和特高压发展,传统的基于周期的设备停电维护模式不满足日常生产的要求。例如,为了及时发现电气设备中的潜在绝缘缺陷,高压电气设备需要定期进行停电试验。其次,在实际工作电压下,设备的状态参数与断电情况下的参数明显不同。由于电气设备的绝缘损坏具有潜在性和突然性,需要试验人员提高操作设备的可靠性,使维护工作更有针对性。而带电检测及诊断技术具有投资少,测试时间灵活和易于开展等优点,可以提供更广阔的发展前景,更能提高电网和电气设备的安全性。
        关键词:带电检测;诊断技术;高压电气设备
        前言:本文重点介绍变电站电气设备中带电检测技术的设计和应用。通过分析和比较传统高压电气测试方法和带电检测技术之间的联系,提高技术支持以消除设备中的隐患,从而获得更有效和实用的新型高压测试技术,为电网建设奠定坚实的基础,并且状态维护的详细发展,将大大提高安全运行水平。
        一、带电检测技术概念及其优势
        带电检测技术是一种新型的检测技术,可以帮助相关检查人员检测生产线和设备的隐藏部分,并有效提高生产线设备的整体运行效率。过去,相关检查员只能在手动检查过程中分析和处理明显的外部故障,而无法检测到内部故障,从而导致测试结果的准确性降低。通过使用带电检测技术,检查人员可以有效地对整个生产线设备进行故障排除,并全面改善生产线设备的操作和检查工作。带电检测技术还可以在向线路和设备供电时进行检测,从而解决停电检测对运营效率的影响,并且非停电检查不会影响其他用户的正常功耗。带电检测技术非常安全便捷,可以促进线路设备的高质量运行和维护。在特定应用过程中,带电检测技术可以同时执行多种检测技术,大大提高线路设备的运维效率。
        二、高压电气设备带电检测技术研究的现状
        在国内外的电气设备的状态维护工作的开发和推广方面,我们已有30多年的历史。在健康状态下实现电气设备的安全,稳定和高效运行是有效、科学地执行状态维护工作的关键。美国电力科学研究所和建筑规范协会的统计数据表明,对电力系统中的设备进行维护可以使设备利用率提高2%至10%,并将设备维护成本降低25%。减少设备故障率30%和设备故障率75%。使用寿命延长10%至-15%。因此,电力公司和运营部门正在关注状态维护,这正在详细地进行。当前出现的各种新技术,新方法和新方法的状态检测都强烈支持真实状态检查。因此,研究带电检测技术和电气设备的应用显得尤为重要。它可以更好地标准化和指导各种设备状态检测和诊断技术的现场应用,并为进一步的电气设备状态维护工作提供基础。
        三、存在的问题
        (一)实时检测的规格和技术标准尚未建立
        如今,由多家制造商生产的实时检测设备不同于预警阈值,数据库和专家诊断系统,因为它们不受统一的行业标准,技术规范和网络访问检测标准的限制,从而在数据集成,传输和分析无法形成统一的标准。另外,由于不能根据技术,测试以及移交和接受规范来严格检查实时检测设备的标准化和数据有效性,因此实时检测设备的操作数据是不可靠的。
        (二)带电检测装置运行可靠性仍需提高   
        带电检测装置的大部分结构是精密部件,存在由于内部缺陷和外部环境因素而导致的老化劣化,防干扰能力的劣化,测试数据变得不稳定以及操作稳定性劣化等问题。事实证明,跟踪设备绝缘的主要障碍是干电荷检测器本身的质量和可靠性。因此,迫切需要发现和改进新技术,新工艺和新材料,以提高实时检测设备的稳定性和准确性,并提高设备的可靠性。
        四、应用实例
        (一)基本情况
        2019年3月30日,操作员进行定期检查发现某220kV变电站110kV避雷器的泄漏电流表出现异常测量值(A:0.51mA,B:0.75mA,C; 0.63mA)。该组的避雷器型号为YH10W5-100/260W。它是某高压电瓷有限公司于2009年生产的产品。以前的测试数据是正常的,没有故障。为确保电源的可靠性,在操作过程中首先使用红外热图像检测和连续电流。在确认停电之前,检查避雷器的状况,并全面分析是否有异常。
        (二)红外热像检测
        红外热像仪将不可见的红外光转换为可见图像。运行中的设备是辐射源,使用Dali DL-700便携式高分辨率红外热像仪用于测量该组避雷器的温度,分析软件用于分析测得的红外图像。该组避雷器在红外热像图三项之间明显存在差异且符合避雷器典型缺陷图特征。因此,确定B相避雷器和C相避雷器具有内部缺陷。外图谱如图1。

        如图所示,B相避雷器具有严重的温度不平衡。上部的三分之一明显发热严重,最高温度为22.4°C,与A相的温度相差4.1K,符合避雷器内部受潮引起的电压致热缺陷的典型特征、且属于危急缺陷。C相避雷器和A相避雷器之间的温度差为0.8K,并且加热不清楚。根据《DL-T664-2016 带电设备红外诊断应用规范》附录I“电压制热型设备缺陷诊断判据”中有关金属氧化物避雷器的规定,C相避雷器与A相避雷器温差为0.8K,考虑到C相避雷器,总泄漏电流表的读数增加,C相避雷器目前很可能处于缺陷开发的早期阶段。
        (三)运行中持续电流检测
        避雷器运行中的连续电流检测是在避雷器工作状态下测量泄漏电流及其阻性电流分量,并根据其变化和比例判断避雷器的状态。在正常情况下,流经避雷器的大部分电流为容性电流,而阻性电流仅占很小的一部分。如果阀板老化,潮湿并且表面变脏,则阻性电流将成倍增加。因此,在工作状态下测量避雷器的交流泄漏电流和阻性电流是监测避雷器工作状态的有效手段之一。可以看出B,C相避雷器阻性电流百分比和电压电流相角差都已超过正常标准,结合红外热像检测判断该组避雷器存在危急缺陷,应立即退出运行。
        (四)诊断判据
        通过使用避雷器带电检测设备进行样品测试并分析数据,当将测量系统应用于避雷器带电检测设备时,提出以下参考标准用于故障诊断。在带电测试中,有必要根据阻性电流与总电流之比的变化来判断绝缘状态,并通过对同一批次的避雷器进行水平比较,以排除各种干扰因素。
        结语:综上所述,设备检修由传统检修模式向状态检修模式转变的成效已日渐显现,这是检修系统发展的重大飞跃,也为公用事业创造了最大化利润的机会。带电检测技术作为状态检测技术的重要手段之一,可以随时快速,准确地获取正在运行的电气设备的绝缘状态参数信息,并判断设备绝缘状态的变化。改进重要的分析数据和状态评估和维护的参考基础结构。
        参考文献:
        [1]张大宝,苏峰,李志强,吴治勇,廖渊.基于综合带电检测的故障诊断技术[J].中国设备工程,2020(22):10-11.
        [2]叶威.探讨带电检测诊断技术在状态检修中的应用[J].计算机产品与流通,2019(10):95.
        [3]付彦冰. 带电检测及诊断技术在高压电气设备中的应用及研究[D].东南大学,2017.
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